三氧化氙

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三氧化氙
IUPAC名
三氧化氙
氧化氙(VI)
识别
CAS号 13776-58-4  ☒N
ChemSpider 21106493
SMILES
InChI
InChIKey ZWAWYSBJNBVQHP-UHFFFAOYAR
性质
化学式 XeO3
摩尔质量 179.288 g·mol⁻¹
外观 无色晶体
密度 4.55
熔点 25 °C(强烈分解)
溶解性 可溶 (与水反应)
结构
分子构型 三角锥
热力学
ΔfHmo298K 402 kJ/mol[1]
危险性
欧盟分类 未列明
NFPA 704
NFPA 704.svg
3
4
4
OX
相关物质
相关化学品 氙酸
四氧化氙
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

三氧化氙是一种不稳定的化合物,其中氙的化合价为+6。它是一种很强的氧化剂,并缓慢地从水中释放氧气,暴露于阳光下会加速反应。它与有机化合物接触时具有爆炸危险。当它爆炸时,会释放氙气和氧气。

化学性质[编辑]

三氧化氙是一种强氧化剂,可以氧化大多数可以氧化的物质。然而,它的氧化反应缓慢,这降低了它的实用性。[2]

超过 25 °C时,三氧化氙非常容易发生剧烈爆炸:

2 XeO3 → 2 Xe + 3 O2  Hf = −402 kJ/mol)

当三氧化氙溶于水时,会产生酸性的氙酸溶液:

XeO3(aq) + H2O → H2XeO4 ⇌ H+ + HXeO
4

该溶液在室温下稳定,没有三氧化氙那样的爆炸性。它可以将羧酸定量地氧化成二氧化碳[3]

三氧化氙溶解在碱性溶液中会形成氙酸盐。HXeO
4
阴离子是氙酸盐溶液中的主要物种。[4]它们并不稳定,会歧化高氙酸盐(氧化态+8)和氙气。[5] 含有 XeO4−
6
离子的高氙酸盐可以通过 XeO
3
和氢氧化物溶液反应而成。三氧化氙和KF、RbF和CsF反应,形成通式为 MXeO
3
F
的化合物。[6]

物理性质[编辑]

六氟化氙四氟化氙的水解会产生三氧化氙溶液,通过蒸发可以得到无色的 XeO3 晶体。[7]这些晶体在干燥空气中可稳定数天,但容易从潮湿空气中吸收水分,形成浓溶液。三氧化氙是正交晶系的,晶格参数 a = 6.163 Å、b = 8.115 Å和c = 5.234 Å。它的密度为 4.55 g/cm3[8]

Xenon-trioxide-xtal-1963-3D-balls.png Xenon-trioxide-xtal-1963-3D-SF.png Xenon-trioxide-xtal-1963-Xe-coordination-3D-balls.png
XeO3晶体一部分的球棍模型 空间填充模型 氙原子的几何配位

危险性[编辑]

XeO3 应该非常小心地处理,因为样品在室温下随时发生爆炸。干的三氧化氙晶体与纤维素发生爆炸性反应。[8][9]

参考文献[编辑]

  1. ^ Zumdahl, Steven S. Chemical Principles 6th Ed.. Houghton Mifflin Company. 2009: A23. ISBN 978-0-618-94690-7. 
  2. ^ Greenwood, N.; Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. Oxford: Butterworth-Heinemann. 1997. 
  3. ^ Jaselskis B.; Krueger R. H. Titrimetric determination of some organic acids by xenon trioxide oxidation. Talanta. July 1966, 13 (7): 945–949. PMID 18959958. doi:10.1016/0039-9140(66)80192-3. 
  4. ^ Peterson, J. L.; Claassen, H. H.; Appelman, E. H. Vibrational spectra and structures of xenate(VI) and perxenate(VIII) ions in aqueous solution. Inorganic Chemistry. March 1970, 9 (3): 619–621. doi:10.1021/ic50085a037. 
  5. ^ W. Henderson. Main group chemistry有限度免费查阅,超限则需付费订阅. Great Britain: Royal Society of Chemistry. 2000: 152–153. ISBN 0-85404-617-8. 
  6. ^ Egon Wiberg; Nils Wiberg; Arnold Frederick Holleman. Inorganic chemistry. Academic Press. 2001: 399. ISBN 0-12-352651-5. 
  7. ^ John H. Holloway; Eric G. Hope. A. G. Sykes , 编. Recent Advances in Noble-gas Chemistry. Advances in Inorganic Chemistry, Volume 46. Academic Press. 1998: 65. ISBN 0-12-023646-X. 
  8. ^ 8.0 8.1 Templeton, D. H.; Zalkin, A.; Forrester, J. D.; Williamson, S. M. Crystal and Molecular Structure of Xenon Trioxide. Journal of the American Chemical Society. 1963, 85 (6): 817 [2021-11-10]. doi:10.1021/ja00889a037. (原始内容存档于2021-11-10). 
  9. ^ Bartlett, N.; Rao, P. R. Xenon Hydroxide: an Experimental Hazard. Science. 1963, 139 (3554): 506. Bibcode:1963Sci...139..506B. PMID 17843880. doi:10.1126/science.139.3554.506. 

外部链接[编辑]